CN105483414B - 一种铸余渣基除杂除气精炼剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铸余渣基除杂除气精炼剂的制备方法，属于精炼剂制备领域。本发明以钢铁铸余渣为原料，先进行粗破碎，之后磁选再精破碎干燥后备用，将镁粉通氨气氮化制得氮化镁粉末，配以各种辅料经烧结炉烧结后压制即得铸余渣基除杂除气精炼剂。实例证明，本发明方法独特新颖，不仅解决了环境污染以及耗电高的问题，而且制得的铸余渣基除杂除气精炼剂化渣速度快，使得时间缩短了84％以上，而且除杂，除气效果也极其显著。
Description
技术领域
本发明公开了一种铸余渣基除杂除气精炼剂的制备方法，属于精炼剂制备领域。
背景技术
精炼剂是由多种无机盐干燥处理后，按一定比例混合配制而成。主要是用于清除铝液内部的氢和浮游的氧化夹渣，使铝液更纯净，并兼有清渣剂的作用。
随着科学技术的发展，钢铁生产对炼钢的生产率和成本以及产品的质量提出了越来越高的要求。为适应这一要求，炉外精炼特别是钢包炉精炼成为现代炼钢流程中的重要生产工序，在各冶金企业得到广泛应用。
钢包炉精炼的一个主要冶金功能是利用精炼剂对钢液进行精炼，以达到降低钢水中氧、硫和夹渣物含量的目的。但是目前精炼剂功能还是比较单一，除了清除铝液内部的氢和浮游的氧化夹渣，大多都没有其它的性能，因此，制备一种以除渣为主，除杂和除气为辅的精炼剂非常有意义。
另外，目前国内外预熔精炼剂的常规生产工艺是采用冲天炉预熔法和电炉熔化法，这两种方法均是将石灰、铝矾土、白云石、硅石等天然造渣材料混合后放入高温炉中熔化后、冷却破碎后制得。上述方式需消耗大量的石灰和铝矾土等天然资源，耗电量大，生产成本高，因此使得预熔精炼剂的价格很高，大大增加了钢铁企业的冶炼成本，同时钢包炉精炼完毕后产生的大量精炼废渣也造成了环境的严重污染和资源的大量浪费。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对目前常用的精炼剂主要用来清除铝液内部的氢和浮游的氧化夹渣，功能比较单一，无法进行除杂和除气，以及在生产过程中存在耗电高、污染环境的缺点，提供了一种以钢铁铸余渣为原料，先进行粗破碎，之后磁选再精破碎干燥后备用，将镁粉通氨气氮化制得氮化镁粉末，配以各种辅料经烧结炉烧结后压制制得精炼剂的方法。本发明制得的铸余渣基除杂除气精炼剂不仅解决了环境污染以及耗电高的问题，而且化渣速度快同时兼顾除杂，除气功能。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）取钢铁厂铸余渣罐底部遗留的铸余渣倒入渣土破碎机中进行粗破碎处理，收集破碎后的铸余渣均匀平铺在振动台上，在振动台上周围施加匀强磁场，开启振动台，在磁场的作用下使铸余渣中的杂质分离出来，收集除杂后的粗铸余渣；
（2）将上述得到的粗铸余渣放入高速球磨机中，加入粒径为5～10mm的不锈钢磨球珠，设置球磨转速为400～500r/min，对粗铸余渣进行球磨处理10～20min，得到细铸余渣并将其放入烘箱中，在105～110℃下干燥至恒重，备用；
（3）称取10～20g镁粉放于陶瓷舟中，将陶瓷舟放入电阻管式炉中，密封管式炉，以20～30mL/min的速率向管式炉中通入氨气，通气时间为10～15min，用氨气将管式炉中的空气排尽；
（4）待排尽空气后，将管式炉升温，首先以5℃/min的速率程序升温至500～600℃，保温反应30～60min后，提高氨气通入量为100～200mL/min，继续通气5～8min，再以3℃/min的速率升温至700～800℃，保温氮化处理1～2h后出料得氮化镁，放入研钵研磨后过100目标准筛得氮化镁粉末；
（5）按重量分数计，称取60～80份细铸余渣、4～10份氮化镁粉末、6～15份氧化铝和1～3份硅酸钙混合均匀后倒入石英坩埚，加入混合物料总体积1～2倍质量浓度为5%的氯化镁溶液，用搅拌棒搅拌均匀后放入井式电阻炉，加热升温至200～250℃预热10～20min；
（6）预热结束后，将坩埚移入烧结炉中，升高温度至220～240℃，烧结1～2h后，将烧结产物用气流粉碎机进行粉碎再放入压制机中，以7000～8000N的压力进行压制，自然粉干后即得一种铸余渣基除杂除气精炼剂。
本发明制得的铸余渣基除杂除气精炼剂颜色为淡黄色，熔点为1200～1250℃。
本发明的应用方法是：使用时，当铝合金熔体温度达1000～1200℃时，取铝合金熔体质量0.3～0.8％的本发明制得的铸余渣基除杂除气精炼剂加入熔炼炉中，搅拌均匀，静置3～5min后出炉，即可。精炼剂不仅强化了铝熔体的精炼，简化了熔炼工艺，而且使得化渣时间从原来的20～25min，降低为2～4min，时间缩短了84％以上。
本发明的有益效果是：
（1）本发明成本低，操作简单易行，有效解决了环境污染以及耗电高的问题；
（2）本发明制得的铸余渣基除杂除气精炼剂化渣速度快，使得时间缩短了84％以上，而且除杂，除气效果也极其显著。
具体实施方式
首先取钢铁厂铸余渣罐底部遗留的铸余渣倒入渣土破碎机中进行粗破碎处理，收集破碎后的铸余渣均匀平铺在振动台上，在振动台上周围施加匀强磁场，开启振动台，在磁场的作用下使铸余渣中的杂质分离出来，收集除杂后的粗铸余渣；然后将上述得到的粗铸余渣放入高速球磨机中，加入粒径为5～10mm的不锈钢磨球珠，设置球磨转速为400～500r/min，对粗铸余渣进行球磨处理10～20min，得到细铸余渣并将其放入烘箱中，在105～110℃下干燥至恒重，备用；之后称取10～20g镁粉放于陶瓷舟中，将陶瓷舟放入电阻管式炉中，密封管式炉，以20～30mL/min的速率向管式炉中通入氨气，通气时间为10～15min，用氨气将管式炉中的空气排尽；待排尽空气后，将管式炉升温，首先以5℃/min的速率程序升温至500～600℃，保温反应30～60min后，提高氨气通入量为100～200mL/min，继续通气5～8min，再以3℃/min的速率升温至700～800℃，保温氮化处理1～2h后出料得氮化镁，放入研钵研磨后过100目标准筛得氮化镁粉末；接下来按重量分数计，称取60～80份细铸余渣、4～10份氮化镁粉末、6～15份氧化铝和1～3份硅酸钙混合均匀后倒入石英坩埚，加入混合物料总体积1～2倍质量浓度为5%的氯化镁溶液，用搅拌棒搅拌均匀后放入井式电阻炉，加热升温至200～250℃预热10～20min；最后预热结束后，将坩埚移入烧结炉中，升高温度至220～240℃，烧结1～2h后，将烧结产物用气流粉碎机进行粉碎再放入压制机中，以7000～8000N的压力进行压制，自然粉干后即得一种铸余渣基除杂除气精炼剂。
实例1
首先取钢铁厂铸余渣罐底部遗留的铸余渣倒入渣土破碎机中进行粗破碎处理，收集破碎后的铸余渣均匀平铺在振动台上，在振动台上周围施加匀强磁场，开启振动台，在磁场的作用下使铸余渣中的杂质分离出来，收集除杂后的粗铸余渣；然后将上述得到的粗铸余渣放入高速球磨机中，加入粒径为5mm的不锈钢磨球珠，设置球磨转速为400r/min，对粗铸余渣进行球磨处理10min，得到细铸余渣并将其放入烘箱中，在105℃下干燥至恒重，备用；之后称取10g镁粉放于陶瓷舟中，将陶瓷舟放入电阻管式炉中，密封管式炉，以20mL/min的速率向管式炉中通入氨气，通气时间为10min，用氨气将管式炉中的空气排尽；待排尽空气后，将管式炉升温，首先以5℃/min的速率程序升温至500℃，保温反应30min后，提高氨气通入量为100mL/min，继续通气5min，再以3℃/min的速率升温至700℃，保温氮化处理1h后出料得氮化镁，放入研钵研磨后过100目标准筛得氮化镁粉末；接下来按重量分数计，称取60份细铸余渣、4份氮化镁粉末、6份氧化铝和1份硅酸钙混合均匀后倒入石英坩埚，加入混合物料总体积1倍质量浓度为5%的氯化镁溶液，用搅拌棒搅拌均匀后放入井式电阻炉，加热升温至200℃预热10min；最后预热结束后，将坩埚移入烧结炉中，升高温度至220℃，烧结1h后，将烧结产物用气流粉碎机进行粉碎再放入压制机中，以7000N的压力进行压制，自然粉干后即得一种铸余渣基除杂除气精炼剂。
本实例操作简单易行，使用时，当铝合金熔体温度达1000℃时，取铝合金熔体质量0.3％的本发明制得的铸余渣基除杂除气精炼剂加入熔炼炉中，搅拌均匀，静置3min后出炉，即可。精炼剂不仅强化了铝熔体的精炼，简化了熔炼工艺，而且使得化渣时间从原来的25min，降低为4min，时间缩短了84％。
实例2
首先取钢铁厂铸余渣罐底部遗留的铸余渣倒入渣土破碎机中进行粗破碎处理，收集破碎后的铸余渣均匀平铺在振动台上，在振动台上周围施加匀强磁场，开启振动台，在磁场的作用下使铸余渣中的杂质分离出来，收集除杂后的粗铸余渣；然后将上述得到的粗铸余渣放入高速球磨机中，加入粒径为8mm的不锈钢磨球珠，设置球磨转速为450r/min，对粗铸余渣进行球磨处理15min，得到细铸余渣并将其放入烘箱中，在108℃下干燥至恒重，备用；之后称取15g镁粉放于陶瓷舟中，将陶瓷舟放入电阻管式炉中，密封管式炉，以25mL/min的速率向管式炉中通入氨气，通气时间为13min，用氨气将管式炉中的空气排尽；待排尽空气后，将管式炉升温，首先以5℃/min的速率程序升温至550℃，保温反应45min后，提高氨气通入量为150mL/min，继续通气7min，再以3℃/min的速率升温至750℃，保温氮化处理1.5h后出料得氮化镁，放入研钵研磨后过100目标准筛得氮化镁粉末；接下来按重量分数计，称取70份细铸余渣、6份氮化镁粉末、12份氧化铝和2份硅酸钙混合均匀后倒入石英坩埚，加入混合物料总体积1.5倍质量浓度为5%的氯化镁溶液，用搅拌棒搅拌均匀后放入井式电阻炉，加热升温至230℃预热15min；最后预热结束后，将坩埚移入烧结炉中，升高温度至230℃，烧结1.5h后，将烧结产物用气流粉碎机进行粉碎再放入压制机中，以7500N的压力进行压制，自然粉干后即得一种铸余渣基除杂除气精炼剂。
本实例操作简单易行，使用时，当铝合金熔体温度达1100℃时，取铝合金熔体质量0.5％的本发明制得的铸余渣基除杂除气精炼剂加入熔炼炉中，搅拌均匀，静置4min后出炉，即可。精炼剂不仅强化了铝熔体的精炼，简化了熔炼工艺，而且使得化渣时间从原来的23min，降低为3min，时间缩短了87％。
实例3
首先取钢铁厂铸余渣罐底部遗留的铸余渣倒入渣土破碎机中进行粗破碎处理，收集破碎后的铸余渣均匀平铺在振动台上，在振动台上周围施加匀强磁场，开启振动台，在磁场的作用下使铸余渣中的杂质分离出来，收集除杂后的粗铸余渣；然后将上述得到的粗铸余渣放入高速球磨机中，加入粒径为10mm的不锈钢磨球珠，设置球磨转速为500r/min，对粗铸余渣进行球磨处理20min，得到细铸余渣并将其放入烘箱中，在110℃下干燥至恒重，备用；之后称取20g镁粉放于陶瓷舟中，将陶瓷舟放入电阻管式炉中，密封管式炉，以30mL/min的速率向管式炉中通入氨气，通气时间为15min，用氨气将管式炉中的空气排尽；待排尽空气后，将管式炉升温，首先以5℃/min的速率程序升温至600℃，保温反应60min后，提高氨气通入量为200mL/min，继续通气8min，再以3℃/min的速率升温至800℃，保温氮化处理2h后出料得氮化镁，放入研钵研磨后过100目标准筛得氮化镁粉末；接下来按重量分数计，称取80份细铸余渣、10份氮化镁粉末、15份氧化铝和3份硅酸钙混合均匀后倒入石英坩埚，加入混合物料总体积2倍质量浓度为5%的氯化镁溶液，用搅拌棒搅拌均匀后放入井式电阻炉，加热升温至250℃预热20min；最后预热结束后，将坩埚移入烧结炉中，升高温度至240℃，烧结1～2h后，将烧结产物用气流粉碎机进行粉碎再放入压制机中，以8000N的压力进行压制，自然粉干后即得一种铸余渣基除杂除气精炼剂。
本实例操作简单易行，使用时，当铝合金熔体温度达1200℃时，取铝合金熔体质量0.8％的本发明制得的铸余渣基除杂除气精炼剂加入熔炼炉中，搅拌均匀，静置5min后出炉，即可。精炼剂不仅强化了铝熔体的精炼，简化了熔炼工艺，而且使得化渣时间从原来的20min，降低为2min，时间缩短了90％。
Claims (1)
1.一种铸余渣基除杂除气精炼剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）取钢铁厂铸余渣罐底部遗留的铸余渣倒入渣土破碎机中进行粗破碎处理，收集破碎后的铸余渣均匀平铺在振动台上，在振动台上周围施加匀强磁场，开启振动台，在磁场的作用下使铸余渣中的杂质分离出来，收集除杂后的粗铸余渣；
（2）将上述得到的粗铸余渣放入高速球磨机中，加入粒径为5～10mm的不锈钢磨球珠，设置球磨转速为400～500r/min，对粗铸余渣进行球磨处理10～20min，得到细铸余渣并将其放入烘箱中，在105～110℃下干燥至恒重，备用；
（3）称取10～20g镁粉放于陶瓷舟中，将陶瓷舟放入电阻管式炉中，密封管式炉，以20～30mL/min的速率向管式炉中通入氨气，通气时间为10～15min，用氨气将管式炉中的空气排尽；
（4）待排尽空气后，将管式炉升温，首先以5℃/min的速率程序升温至500～600℃，保温反应30～60min后，提高氨气通入量为100～200mL/min，继续通气5～8min，再以3℃/min的速率升温至700～800℃，保温氮化处理1～2h后出料得氮化镁，放入研钵研磨后过100目标准筛得氮化镁粉末；
（5）按重量分数计，称取60～80份细铸余渣、4～10份氮化镁粉末、6～15份氧化铝和1～3份硅酸钙混合均匀后倒入石英坩埚，加入混合物料总体积1～2倍质量浓度为5%的氯化镁溶液，用搅拌棒搅拌均匀后放入井式电阻炉，加热升温至200～250℃预热10～20min；
（6）预热结束后，将坩埚移入烧结炉中，升高温度至220～240℃，烧结1～2h后，将烧结产物用气流粉碎机进行粉碎再放入压制机中，以7000～8000N的压力进行压制，自然粉干后即得一种铸余渣基除杂除气精炼剂。
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